[發(fā)明專利]一種針對塑封倒裝焊基板的不同尺寸SOP制備方法

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• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111725081A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文惠東;黃穎卓;林鵬榮;練濱浩;王勇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京時(shí)代民芯科技有限公司;北京微電子技術(shù)研究所
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H01L23/488
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 胡健男

本發(fā)明一種針對塑封倒裝焊基板的不同尺寸SOP制備方法，包括如下步驟：步驟1、對所有焊盤進(jìn)行助焊劑印刷；步驟2、根據(jù)焊盤尺寸，選擇需要的焊球尺寸，將焊盤分為多組；對于一組焊盤，將印刷完助焊劑的基板置于與該組焊盤對應(yīng)的置球網(wǎng)板下，將該組焊盤對應(yīng)的焊球通過對應(yīng)的置球網(wǎng)板漏置于該組焊盤上；步驟3、在焊球漏置于焊盤上后，將基板置于回流爐中進(jìn)行回流焊，形成球形焊點(diǎn)；步驟4、重復(fù)步驟1至3，直至遍歷各組焊盤，各組焊盤上均形成對應(yīng)的球形焊點(diǎn)；步驟5、對制備完焊點(diǎn)的基板進(jìn)行清洗，以去除殘留助焊劑；步驟6、對所有球形焊點(diǎn)進(jìn)行整平處理。本發(fā)明的方法提升高密度塑封倒裝焊工藝的焊接質(zhì)量，保證塑封倒裝焊器件的長期可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種封裝基板SOP制備方法，具體涉及一種塑封倒裝焊基板的倒裝焊焊盤上的SOP制備方法，屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

倒裝焊技術(shù)是在芯片有源面制備互連凸點(diǎn)，凸點(diǎn)呈面陣列排布，具有互連密度高、可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)，已在電力、軍工、宇航等具有高可靠要求的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。隨著塑封倒裝焊器件的性能不斷提高，互連凸點(diǎn)的密度急劇提升，單個(gè)芯片凸點(diǎn)總數(shù)將達(dá)到10000個(gè)以上，在回流焊過程中凸點(diǎn)的焊接質(zhì)量和焊接一致性難以得到保證，極易出現(xiàn)虛焊現(xiàn)象，給塑封倒裝焊器件的長期可靠性帶來嚴(yán)重隱患。

此外，互連密度的提升必將導(dǎo)致凸點(diǎn)的尺寸急劇下降，而小尺寸的凸點(diǎn)在互連后將面臨更為嚴(yán)重的可靠性問題。一方面，凸點(diǎn)尺寸縮小會導(dǎo)致凸點(diǎn)焊接強(qiáng)度下降，影響芯片整體的焊接質(zhì)量，尤其在器件邊角處應(yīng)力應(yīng)變集中區(qū)域，小尺寸凸點(diǎn)發(fā)生疲勞開裂的概率極大，會影響器件的長期可靠性；另一方面，凸點(diǎn)尺寸的下降會使得尺寸效應(yīng)凸顯，焊接界面處的IMC占凸點(diǎn)的比重急劇上升，尤其在高溫存儲等熱學(xué)環(huán)境下有可能使得焊點(diǎn)全部轉(zhuǎn)換為IMC，也會嚴(yán)重影響凸點(diǎn)的長期可靠性。

目前業(yè)界通常采用絲網(wǎng)印刷方式在塑封基板倒裝焊焊盤上制備SOP，使得芯片凸點(diǎn)與SOP進(jìn)行焊接，以降低工藝難度，提升焊接質(zhì)量。但是絲網(wǎng)印刷方式無法制備不同尺寸的SOP，無法解決個(gè)別區(qū)域小尺寸凸點(diǎn)可靠性低的問題，因此研發(fā)一種針對倒裝焊基板的不同尺寸SOP制備方法對于提升塑封倒裝焊器件工藝質(zhì)量及長期可靠性有著極為重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題為：克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種針對塑封倒裝焊基板的不同尺寸SOP制備方法，適用于塑封倒裝焊封裝工藝，可兼容各種不同封裝尺寸、不同SOP材料的倒裝焊封裝外殼，具有工藝簡單、尺寸精確度高等特點(diǎn)，可以顯著提升高密度倒裝焊工藝的焊接質(zhì)量，解決小尺寸凸點(diǎn)焊接強(qiáng)度較低、可靠性較差等問題，進(jìn)而保證倒裝焊器件的長期可靠性。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案為：一種針對塑封倒裝焊基板的不同尺寸SOP制備方法，步驟如下：

(1)將基板置于助焊劑印刷網(wǎng)板下，基板上設(shè)置有不同規(guī)格的大量焊盤，在助焊劑印刷網(wǎng)板上涂覆助焊劑，對所有焊盤進(jìn)行助焊劑印刷；

(2)根據(jù)焊盤尺寸，選擇需要的焊球尺寸，將焊盤分為多組；每組焊盤為同一規(guī)格，其上設(shè)置同一尺寸的焊球，每種規(guī)格的焊盤對應(yīng)一塊置球網(wǎng)板；對于一組焊盤，將印刷完助焊劑的基板置于與該組焊盤對應(yīng)的置球網(wǎng)板下，將該組焊盤對應(yīng)的焊球通過對應(yīng)的置球網(wǎng)板漏置于該組焊盤上；

(3)在焊球漏置于焊盤上后，將基板置于回流爐中進(jìn)行回流焊，形成球形焊點(diǎn)；

(4)重復(fù)步驟(1)～(3)，直至遍歷各組焊盤，各組焊盤上均形成對應(yīng)的球形焊點(diǎn)；

(5)對制備完焊點(diǎn)的基板進(jìn)行清洗，以去除殘留助焊劑。

(6)對所有球形焊點(diǎn)進(jìn)行整平處理。

優(yōu)選的，基板上設(shè)置有不同規(guī)格的大量焊盤，具體為：基板上設(shè)置有圓形焊盤，焊盤采用鎳金或鎳鈀金的化鍍方式制備，焊盤直徑范圍優(yōu)選為70μm～150μm，焊盤間距范圍優(yōu)選為120μm～150μm，進(jìn)一步提高制備效果。